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天文學家揭示星系黑洞的新特征

星系


天文學家揭示星系黑洞的新特征


藝術家對FAST望遠鏡捕捉到的微類星體事件的描繪 。鳴謝:武漢大學王巍教授
據內華達大學（托尼·阿倫）黑洞是宇宙中最神秘的物體，其特征聽起來像是直接來自科幻電影 。
例如，質量約為10個太陽的恒星質量黑洞，通過吞噬其伴星的物質來揭示它們的存在 。在某些情況下，超大質量黑洞在一些星系的中心聚集，形成明亮的致密區域，稱為類星體 ， 質量相當于我們太陽的幾百萬到幾十億倍 。可以發射高度磁化等離子體射流的吸積恒星質量黑洞的子集被稱為微類星體 。
包括UNLV天體物理學家張兵在內的一個國際科學家小組在《自然》雜志上報道了一項關于銀河微類星體GRS 1915+105的專門觀測活動 。該團隊揭示了一個從未見過的微類星體系統的特征 。
利用中國的大型500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)，天文學家首次從任何微類星體系統中發現了無線電波段的準周期振蕩(QPO)信號 。qpo是一種天文學家用來了解黑洞等恒星系統如何運作的現象 。雖然qpo已經在來自微類星體的X射線中被觀察到，但它們在這種背景之外的存在——作為系統無線電發射的一部分——是獨特的 。
“這種奇特的QPO信號大約有0.2秒的周期，或者說大約5赫茲的頻率，”領導這一發現團隊的中國武漢大學教授王巍說 ?！斑@樣的信號并不總是存在，只有在特殊的物理條件下才會出現 。我們的團隊很幸運地捕捉到了兩次信號——分別在2021年1月和2022年6月 ?！?br>內華達天體物理中心主任張是該研究的通訊作者之一，他表示，這一獨特的特征可能為星系恒星質量黑洞發射的“噴流”提供了第一手證據 。在某些條件下，一些黑洞雙星系統會發射出一股噴流——由平行的帶電物質束和磁場混合而成，以接近光速的速度移動 。
“在吸積黑洞系統中 ， X射線通常探測黑洞周圍的吸積盤，而無線電發射通常探測從盤和黑洞發射的噴流，”張說 ?！霸谙鄬φ撔試娏髦姓T導時間調制的詳細機制尚未確定，但一個似乎合理的機制是噴流是潛在的進動，這意味著噴流方向有規律地指向不同的方向 ， 并每隔約0.2秒返回原始方向一次 ?！?br>張說，黑洞的自旋軸與其吸積盤(黑洞周圍的極熱，明亮的旋轉氣體)之間的錯位可能會導致這種效應，這是快速旋轉的黑洞附近時空拖動的自然結果 。
“其他可能性是存在的，但是，對這個和其他星系微類星體源的持續觀察將為理解這些神秘的QPO信號帶來更多的線索，”張說 。